時至今日，全世界仍有17多億人沒有穩定的電力連接。而對于他們大多數而言，只要太陽依舊發光發熱，那么太陽能是潛藏的能量來源，也是他們的救星。

在夜晚儲存備用太陽能的技術正在改進。但假如我們能從寒冷的夜空中直接獲取電能呢?斯坦福大學和加州大學洛杉磯分校的研究人員正在進行與此相關的研究。即便不能指望這項技術在夜間完全代替太陽能，但在未來的能源需求中，它也可能至關重要。

這項技術本身并非最新發現——事實上，近200年前，它背后的原理就已經被人知曉。這項技術的核心是熱傳導發電機，根據塞貝克效應，該裝置可利用兩塊金屬板之間的溫差發電。溫差越大，產生的功率越大。

（圖源：百度百科）

目前，這項技術已用于轉化工業機械和汽車發動機產生的廢熱。而在上述的這項新研究中，研究人員采用了同樣的技術來控制空氣和地表之間的溫差。

該設備的兩個鋁盤相互疊在一起。頂板面向夜空下流動的冷空氣，而底板則面向地面，被封閉在相對溫暖的空氣中。熱能總是傳導至溫度更低之處，環境越冷，熱傳導越快。因為空氣在開放的夜空下，比在封閉環境中更冷，所以頂板比底板散熱更快。這就導致兩板產生溫差——根據這項研究，兩板之間溫差約為4到5攝氏度。

（圖源：蓋世汽車）

隨后，在不同的溫度下，熱能也開始從較熱的底板再傳導至較冷的頂板。該裝置利用熱能的流動，就可以實現發電。

但是，在這么小的溫差下，產生的電能很有限。研究者使用的設備，每平方米僅生產25毫瓦電——相當于只能一個小LED閱讀燈供能。相比之下，一塊同樣大小的太陽能電池板卻足以支持三臺32英寸的LED電視，產生電能是該發電機的4000倍。

（圖源：蓋世汽車）

更大的潛力

研究人員發現，在更干燥的氣候條件下，該設備工作效率更高。這是因為在較濕潤的氣候條件下，空氣中的水分全都會凝結在朝下的底板上，使其冷卻，導致板間溫差減小，發電功率降低到。而在干旱地區，如地中海地區，該設備的發電量是在美國的20倍。

(研究人員利用該設備在寒冷的夜晚為小燈供能）

該設備本身也還有待改進。例如，制造商可以兩塊鋁盤上一層涂層，使設備表面在白天達到低于周圍環境的溫度，這樣晚上就會更冷。他們也可以使用瓦楞紙板來代替平板，這樣能更有效地捕捉和發射熱能。像這樣可行的技術升級可以提高近10倍的電力輸出。

隨著日常技術效率的不斷提高，熱電設備將在不久的將來起重要作用。我的同事正在開發家用電器連接網絡，和家用電器互聯，即所謂的物聯網，該網所需功率僅為1.5瓦特每平方米,一臺改進后的設備可在干燥的環境條件下為此提供穩定的電能。

（與熱電發電機相比，太陽能電池板產生的電能要多得多。）

安裝在房屋墻壁上的一系列熱電發電機，可以通過連接大大減輕房屋的能源負荷。批量生產熱傳導發電機并不難，并且生產后低價出售，就可以為一些因能源不足，無法連接到電網的地區提供可用的能源。

當然，熱電設備不太可能取代電池作為太陽能的替代品。如今，電池的成本是10年前的四分之一，而帶有電池存儲功能的太陽能系統已經廣泛用于小型家庭和工業能源需求。但是，作為太陽能和電池儲存備用能源補充來源，在電池故障或電池板損壞時為那些離網生活的人提供重要的備用能源，這一技術十分有用。在最寒冷的夜晚，如果別無他法，那些使用熱傳導設備來加熱的人，至少要感謝夜晚的冷空氣。

參考資料

1.WJ百科全書

2.天文學名詞

3. 我還二不二- inverse- Jeff Kettle

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